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Otimização da geração de solução oxidante através da eletrólise de rejeito de dessalinizadores utilizando planejamento fatorial

Resumo

Neste trabalho foram realizados estudos para a produção de solução oxidante a partir de rejeito de dessalinizadores de água do mar pelo processo de eletrólise. O experimento foi realizado em escala de bancada. A solução oxidante foi gerada eletroliticamente, a partir de rejeitos de dessalinizadores de água com concentrações de 3,8 x 104mg de Cl-L-1. O processo de eletrólise tinha duração de sessenta minutos, ao final foram medidos o pH, temperatura e cloro residual. O experimento investigou as características de produção de hipoclorito de sódio para fins de desinfecção, foram investigados: tipos de eletrodos, distância entre eletrodos e concentração da amostra. O planejamento fatorial indicou que a geração de solução oxidante será favorecida quando utilizado o anodo de titânio e catodo de titânio ou aço, solução do rejeito diluída e distância de eletrodo de 20 mm. Teor máximo de cloro da solução oxidante gerada foi de 0,8 mgL-1, nas condições avaliadas. Como continuidade dos experimentos serão avaliadas a cinética de reação para obtenção de maior concentração de solução oxidante, nas condições ótimas do experimento, bem como, serão caracterizados os resíduos gerados para estudo de viabilidade e aplicação no saneamento.

Introdução

A escassez de água tornou-se um dos maiores desafios do ser humano na atualidade. A dessalinizaçãotornou-se amplamente usada para fornecer água limpa e segura em muitos países. Os resíduos gerados pelos dessalinizadores, provém, essencialmente, da água não permeada pelas membranas e pelo processo de retrolavagem. Os efluentes gerados (rejeito) pelo processo de dessalinização ameaçam o meio ambiente da região, pois são águas com elevados teores de sais, e cujo método atual de disposição, geralmente, é o uso de um corpo receptor ou simplesmente o despejo indiscriminado no solo, contribuindo para contaminar mananciais, solo e até a fauna e flora (Amorim et al., 2000). A depender do equipamento de dessalinização usado e da qualidade da água do poço, a quantidade de rejeito gerado é da ordem de 30 a 70% do total de água que passa pelo equipamento (Porto etal., 1999). Apesar do significante impacto ambiental causado pela instalação de dessalinizadores, as águas salobras podem e devem ser aproveitadas, como alternativa de suprimento de água potável, nas regiões de escassez (Amorim et al., 2000).

O rejeito deusinas de dessalinização tem uma alta salinidade e inclui substâncias e produtos químicos usados na lavagem das membranas que contêm sais, utilizados na remoção de incrustações. O descarte do concentrado rejeitado é considerado a principal preocupação econômica e ambiental, especialmente em regiões que dependem de dessalinização para obtenção de água potável (El-Naas, 2011).

O concentrado de unidades de dessalinização próximas à costa do mar, normalmente é lançado ao mar. O tipo de dispersão e a diluição natural da salmoura depende de vários fatores, como a localização do tubo de descarga, as ondas, marés, profundidade da água, correntes marítimas e batimetria, são fatores que podem explicar a forma da mistura da salmoura com o mar no ponto de disposição do emissário (Mickley, 2000). Entretanto, o maior problema se encontra em unidades de dessalinização de águas salobras instaladas no interior do continente, onde o concentrado chega a possuir uma concentração até 10 vezes a da água bruta original (Riffel, 2005).

Alguns métodos conhecidos de remediação do concentrado do dessalinizador consistem na redução do volume de efluentes e sua transformação em um produto sólido, através da evaporação solar, com aproveitamento dos sais cristalizados pelo setor humano e animal (Amorim et al, 2000). Neste método, a salmoura é bombeada para lagoas e evaporada à secura para disposição final. Estas lagoas de evaporação são geralmente mais eficazes em climas áridos e semiáridos, que têm taxas de evaporação constantes e relativamente rápidas, uma vez que dependem da energia solar para evaporar a água de salmoura. Ahmedet al. (2000) estudaram literatura relacionada às lagoas de evaporação e sugeriram o melhor design para as lagoas. Porto et al. (2000,2001,2020) cultivaram durante um ano, nos campos da EMBRAPA (Empresa Brasileira de Agropecuária) a Atriplex numulária, uma planta halófita, que foi irrigadacom rejeito proveniente do processo de dessalinização. Mota et al. (2005) e Matos et al. (2006) utilizaram o concentrado na geração de solução oxidante para desinfecção, utilizando um eletrolisador, que produzia em 8 horas, 25 litros da solução oxidante por batelada. Outras pesquisas envolvem a criação de crustáceos, tilápias, capazes de se desenvolverem em um meio salino (Montenegro et al., 2001). Apesar de existirem vários métodos para tratamento e disposição dos resíduos gerados pelos dessalinizadores, é extremamente importante encontrar métodos alternativos, visando a proteção do meio ambiente e menores custos envolvidos nos processos e operações. O descarte ou gerenciamento de salmoura é um grande desafio ambiental para a maioria das comunidades.

Esta pesquisa investigou um método de tratamento do rejeito ou concentrado do dessalinizador para produção de solução oxidante em escala laboratorial, objetivando assim, conferir um melhor aproveitamento para o concentrado e reduzir a quantidade de rejeito descartada no mar.

Autores: Valderice Pereira Alves Baydum e Leonie Sarubbo Asfora.

 

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